(2013?同安區(qū)一模)如圖所示,電源兩端電壓保持12V不變,小燈泡L上標(biāo)有“6V  3W”字樣,滑動(dòng)變阻器最大電阻值R=60Ω.不考慮燈絲電阻隨溫度的變化,下列說法正確的是( 。
分析:(1)當(dāng)S閉合后,滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓:
①電壓表示數(shù)的變化和燈泡兩端的電壓變化相同;
②燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流,利用歐姆定律求出燈泡的電阻,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓,利用P=UI求出變阻器R消耗的電功率;
③當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),燈泡的實(shí)際功率最小,根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流,再根據(jù)P=I2R求出燈泡的最小實(shí)際電功率;
(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),電路斷路,電壓表測(cè)電源的電壓.
解答:解:(1)S閉合后,滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓,
①當(dāng)電壓表的示數(shù)減少1V,則小燈泡L兩端的電壓就減小1V,故A不正確;
②燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓UL=6V,功率PL=3W,
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等,
∴根據(jù)P=UI可得,電路中的電流:
I=IL=
PL
UL
=
3W
6V
=0.5A,
∵I=
U
R
,
∴RL=
UL
IL
=
6V
0.5A
=12Ω,
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓:
UR=U-UL=12V-6V=6V,
變阻器R消耗的電功率:
PR=URI=6V×0.5A=3W,故C不正確;
③當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí),燈泡的實(shí)際功率最小,
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
∴電路中的最小電流Imin=
U
RL+Rmax
=
12V
12Ω+60Ω
=
1
6
A,
燈泡的最小電功率:
PLmin=(Imin2RL=(
1
6
A)2×12Ω≈0.33W,故B不正確;
(2)開關(guān)S斷開時(shí),電壓表測(cè)電源的電壓,電壓表的示數(shù)為12V,故D正確.
故選D.
點(diǎn)評(píng):本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用,知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等以及滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)燈泡的實(shí)際功率最小是關(guān)鍵.
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